1940年代起,抗生素研發迅速發展,陸續發現青黴素(Penicillin, Penicillin G)、頭孢菌素(Cephalosporin, Cefalexin)、四環素(Tetracycline, Tetracycline)等全新類別,奠定現代感染治療的基礎。然而,自1980年代起,研發進入停滯期,重點轉向結構優化(structural optimization),缺乏全新機轉的抗生素問世。
2000年後,隨著多重抗藥性(Multidrug-Resistant, MDR)細菌日益猖獗,包括產超廣效型β-內醯胺酶的菌株(Extended-Spectrum Beta-Lactamase, ESBL)、碳青黴烯抗藥腸道菌(Carbapenem-Resistant Enterobacteriaceae, CRE)以及碳青黴烯抗藥鮑氏不動桿菌(Carbapenem-Resistant Acinetobacter baumannii, CRAB),市面雖推出如利奈唑胺(Linezolid)、達托黴素(Daptomycin)等新藥,但多針對革蘭氏陽性菌(Gram-positive bacteria)治療,而對革蘭氏陰性菌(Gram-negative bacteria)的效果仍相對有限。
近十年來,抗生素研發陷入困境,主要挑戰包括:革蘭氏陰性菌具備雙層膜屏障與外排幫浦,降低藥物穿透與作用效果;新藥靶點與既有藥物高度重疊,缺乏全新作用機轉,難以克服現有抗藥性。此外,處理高度抗藥性菌株需在高生物安全等級的實驗環境下進行,大幅提高研發風險與成本。另一方面,抗生素屬短期療程,用藥時間短、市場回報低,進一步降低製藥公司投入意願。目前新藥研發多以舊藥合併β-內醯胺酶抑制劑(beta-lactamase inhibitors)為主,例如 Avibactam sodium 結合 Ceftazidime,雖亦有如鐵螯合穿透機轉的 Cefiderocol 等創新設計,但整體而言,仍缺乏真正具突破性的全新藥物類別。
未來的發展方向將結合政策誘因(例如《PASTEUR Act》)、國際合作(如全球抗生素研發夥伴關係 Global Antibiotic Research and Development Partnership, GARDP,以及對抗抗藥性細菌加速器 Combating Antibiotic-Resistant Bacteria Biopharmaceutical Accelerator, CARB-X),並導入新興療法:噬菌體治療(bacteriophage therapy)、抗菌胜肽(antimicrobial peptides)、CRISPR 基因編輯技術,以及快速診斷方法如分子檢測與宏基因組次世代定序(metagenomic next-generation sequencing, mNGS)。同時,人工智慧(AI)也將助力於新藥設計、靶點篩選與天然產物探索,期望重振抗生素研發動能,以因應未來抗藥性所帶來的威脅。
抗生素抗藥性是指細菌產生抵抗抗生素的能力,導致原本有效的藥物失去抑菌或殺菌作用,使感染治療變得困難。這是全球公共衛生面臨的重大威脅,世界衛生組織(WHO)已將其列為「十大健康威脅」之一,並預估到2050 年,AMR 每年將導致多達1000 萬人死亡,衝擊醫療體系、經濟發展、環境保護與糧食安全。抗藥性雖與細菌自然演化有關,但加速產生的關鍵是人為因素,包括抗生素的過度或不當使用(如病毒性感染卻開立抗生素)、畜牧與水產養殖業長期使用抗生素、廢水與土壤中的藥物環境污染,這些行為促使抗藥性細菌迅速繁殖與擴散。。
細菌抗藥機轉主要包括:
1.產生分解酵素(如β-lactamase),使藥物失效。
2.改變藥物靶點,讓抗生素無法作用。
3.降低細胞膜滲透性,阻擋藥物進入。
4.利用efflux pump 主動排出藥物。
臨床上,常見的抗藥性細菌如MRSA(耐甲氧西林金黃色葡萄球菌)、VRE(抗萬古黴素腸球菌)、CRE(碳青黴烯抗藥腸桿菌)、CRAB(多重抗藥鮑氏不動桿菌)廣泛出現,導致傳統抗生素無效,增加住院天數與死亡風險。
有效防治抗藥性,需落實「一個健康」(OneHealth)理念,從人類醫療、動物用藥與環境治理三方面協同介入,並推動抗生素合理使用、感染控制與新藥開發,以減緩抗藥性的持續蔓延。
1940年代起,抗生素研發迅速發展,陸續發現青黴素(Penicillin, Penicillin G)、頭孢菌素(Cephalosporin, Cefalexin)、四環素(Tetracycline, Tetracycline)等全新類別,奠定現代感染治療的基礎。然而,自1980年代起,研發進入停滯期,重點轉向結構優化(structural optimization),缺乏全新機轉的抗生素問世。
2000年後,隨著多重抗藥性(Multidrug-Resistant, MDR)細菌日益猖獗,包括產超廣效型β-內醯胺酶的菌株(Extended-Spectrum Beta-Lactamase, ESBL)、碳青黴烯抗藥腸道菌(Carbapenem-Resistant Enterobacteriaceae, CRE)以及碳青黴烯抗藥鮑氏不動桿菌(Carbapenem-Resistant Acinetobacter baumannii, CRAB),市面雖推出如利奈唑胺(Linezolid)、達托黴素(Daptomycin)等新藥,但多針對革蘭氏陽性菌(Gram-positive bacteria)治療,而對革蘭氏陰性菌(Gram-negative bacteria)的效果仍相對有限。
近十年來,抗生素研發陷入困境,主要挑戰包括:革蘭氏陰性菌具備雙層膜屏障與外排幫浦,降低藥物穿透與作用效果;新藥靶點與既有藥物高度重疊,缺乏全新作用機轉,難以克服現有抗藥性。此外,處理高度抗藥性菌株需在高生物安全等級的實驗環境下進行,大幅提高研發風險與成本。另一方面,抗生素屬短期療程,用藥時間短、市場回報低,進一步降低製藥公司投入意願。目前新藥研發多以舊藥合併β-內醯胺酶抑制劑(beta-lactamase inhibitors)為主,例如 Avibactam sodium 結合 Ceftazidime,雖亦有如鐵螯合穿透機轉的 Cefiderocol 等創新設計,但整體而言,仍缺乏真正具突破性的全新藥物類別。
未來的發展方向將結合政策誘因(例如《PASTEUR Act》)、國際合作(如全球抗生素研發夥伴關係 Global Antibiotic Research and Development Partnership, GARDP,以及對抗抗藥性細菌加速器 Combating Antibiotic-Resistant Bacteria Biopharmaceutical Accelerator, CARB-X),並導入新興療法:噬菌體治療(bacteriophage therapy)、抗菌胜肽(antimicrobial peptides)、CRISPR 基因編輯技術,以及快速診斷方法如分子檢測與宏基因組次世代定序(metagenomic next-generation sequencing, mNGS)。同時,人工智慧(AI)也將助力於新藥設計、靶點篩選與天然產物探索,期望重振抗生素研發動能,以因應未來抗藥性所帶來的威脅。
抗生素抗藥性(AMR)防治目標在於減緩抗藥性細菌擴散、確保治療選項仍具有效性。核心策略涵蓋四大面向:監測、管制、教育與創新。全球防治行動以 One Health(人類、動物、環境) 為核心,由世界衛生組織(World Health Organization, WHO)、聯合國糧農組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)、與世界動物衛生組織(World Organisation for Animal Health, WOAH)推動跨域整合。包括台灣在內的多國,皆已制定「國家行動計畫」(National Action Plan, NAP),涵蓋臨床用藥管理、畜牧業抗生素使用規範與環境監測等面向。
醫療防治:推動抗生素管理制度(Antimicrobial Stewardship Program, ASP),確保合理用藥、優化劑量與療程。結合宏基因組次世代定序(Metagenomic Next-Generation Sequencing, mNGS)、聚合酶鏈鎖反應(Polymerase Chain Reaction, PCR)及人工智慧臨床決策支援系統(Artificial Intelligence Clinical Decision Support System, AI CDSS)等快速診斷工具,降低不必要用藥與抗藥風險。同時加強感染管制措施,包括手部衛生、隔離政策與環境消毒,防範院內耐藥菌傳播。
畜產與環境:禁止抗生素作為生長促進劑,推動減藥飼養,並監測廢水、土壤與野生動物抗藥性細菌,減少環境抗藥性溢散。食品安全監控亦納入體系,防止抗藥性細菌透過動物鏈反向感染人類。
教育宣導:強化醫護人員持續教育與社會大眾正確認知,減少自行購藥及不當使用抗生素的情況。政府則透過法規管控、公開監測資料及國際合作,提升政策透明度與執行成效。
創新研發:聚焦新型抗菌療法、快速診斷技術及人工智慧輔助新藥開發,並結合政策誘因鼓勵研發投入。透過上述多面向措施,建構長期穩健的抗藥性防治體系,保障醫療安全與公共健康。
